以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
<画像形成装置例>
図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成の一例を示す図である。以下、図示する画像形成装置の例であるカラープリンタ2000を例に説明する。また、この例では、カラープリンタ2000は、4色を重ねてフルカラーの画像を紙等の記録媒体に対して画像形成を行う。なお、4色は、例えば、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)及びイエロー(Y)等である。以下、各色を「K」、「C」、「M」及び「Y」でそれぞれ示す場合がある。このように、カラープリンタ2000は、いわゆるタンデム方式の多色カラープリンタである。
また、図示するように、3次元直交座標系において、各感光体の長手方向を「Y軸」とする。この「Y軸」に直交し、かつ、各感光体ドラムが配列される方向を「X軸」とする。さらに、この「X軸」及び「Y軸」に直交し、かつ、いわゆる垂直方向に相当する方向を「Z軸」とする。また、以下の説明では、Y軸方向を「主走査方向」、X軸方向を「副走査方向」という場合がある。
カラープリンタ2000は、光源を有し、この光源から照射される光を走査する光学系等を有する光走査制御装置2010を備える。すなわち、光走査制御装置2010は、いわゆる露光装置である。また、カラープリンタ2000は、色ごとに、感光体ドラム2030a、2030b、2030c及び2030dを備える。この各感光体ドラムに対して、カラープリンタ2000は、クリーニングユニット2031a、2031b、2031c及び2031dを備える。同様に、カラープリンタ2000は、帯電装置2032a、2032b、2032c及び2032dを備える。さらに、カラープリンタ2000は、現像ローラ2033a、2033b、2033c及び2033dを備える。さらにまた、カラープリンタ2000は、トナーカートリッジ2034a、2034b、2034c及び2034dを備える。
他にも、カラープリンタ2000は、転写ベルト2040、転写ローラ2042、定着ローラ2050、給紙コロ2054、レジストローラ対2056及び排紙ローラ2058等を備える。また、カラープリンタ2000は、給紙トレイ2060、排紙トレイ2070、通信制御装置2080及び濃度検出器2245等を備える。
カラープリンタ2000は、ホームポジションセンサ2246a、2246b、2246c及び2246dを備える。さらに、カラープリンタ2000は、電位センサ及び上記ハードウェアを制御するプリンタ制御装置2090等を備える。
なお、以下の説明では、4つの感光体ドラム2030a、2030b、2030c及び2030dを区別せず、いずれか任意の感光体ドラムを「感光体ドラム2030」という場合がある。同様に、以下の説明では、4つの現像ローラ2033a、2033b、2033c及び2033dを区別せず、いずれか任意の現像ローラを「現像ローラ2033」という場合がある。
カラープリンタ2000は、ネットワーク等を介して、PC(Personal Computer)等の上位装置に接続される。また、カラープリンタ2000は、通信制御装置2080によって、ネットワーク等を介して上位装置等の外部装置と双方向に通信できる。
プリンタ制御装置2090は、演算装置及び制御装置の例であるCPU(Central Processing Unit)を有する。また、プリンタ制御装置2090は、CPUで各種処理を実行するためのプログラム及びCPUが用いる各種データが記憶される記憶装置の例であるROM(Read−Only Memory)等を有する。さらに、プリンタ制御装置2090は、CPUの作業領域となる主記憶装置の例であるRAM(Random Access Memory)等を有する。さらにまた、プリンタ制御装置2090は、アナログデータをデジタルデータに変換するA/D(analog−digital)変換回路等を有する。
また、感光体ドラム2030a、帯電装置2032a、現像ローラ2033a、トナーカートリッジ2034a及びクリーニングユニット2031aは、ブラックの画像を形成するため、組として使用される画像形成ステーションを構成する。以下「Kステーション」という場合がある。
同様に、感光体ドラム2030b、帯電装置2032b、現像ローラ2033b、トナーカートリッジ2034b及びクリーニングユニット2031bは、シアンの画像を形成するため、組として使用される画像形成ステーションを構成する。以下「Cステーション」という場合がある。
さらに、感光体ドラム2030c、帯電装置2032c、現像ローラ2033c、トナーカートリッジ2034c及びクリーニングユニット2031cは、マゼンタの画像を形成するため、組として使用される画像形成ステーションを構成する。以下「Mステーション」という場合がある。
また、感光体ドラム2030d、帯電装置2032d、現像ローラ2033d、トナーカートリッジ2034d及びクリーニングユニット2031dは、イエローの画像を形成するため、組として使用される画像形成ステーションを構成する。以下「Yステーション」という場合がある。
なお、以下の説明では、「Kステーション」、「Cステーション」、「Mステーション」及び「Yステーション」を区別せず、いずれか任意の画像形成ステーションを単に「ステーション」という場合がある。
各感光体ドラムには、いずれも表面に感光層をそれぞれ有する。すなわち、各感光体ドラムのそれぞれの表面は、光源からの光が照射される被走査面である。なお、感光体ドラムは、図示するように、回転機構等によって、矢印の方向に回転する。
各帯電装置は、各感光体ドラムの表面をそれぞれ帯電させる。
例えば、プリンタ制御装置2090は、上位装置等から要求があると、各ハードウェアを制御して上位装置等から送信される画像データを光走査制御装置2010に送る。
光走査制御装置2010は、画像データに基づいて、色ごとに変調される光束を各色のそれぞれの感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。光が照射されると、各感光体のそれぞれの表面では、光が照射される部分は、電荷が消滅する。そのため、光が照射されると、各感光体のそれぞれの表面には、画像データが示す潜像が形成される。この潜像は、感光体ドラムの回転によって、それぞれの現像ローラに移動する。なお、光走査制御装置2010の詳細は、後述する。また、画像データに基づいて、書き込みが行われる領域、すなわち、潜像が形成できる領域等は、「有効走査領域」、「画像形成領域」又は「有効画像領域」等という場合がある。
トナーカートリッジ2034aには、ブラックトナーが格納される。このブラックトナーは、現像ローラ2033aに供給される。同様に、トナーカートリッジ2034bには、シアントナーが格納される。このシアントナーは、現像ローラ2033bに供給される。また、トナーカートリッジ2034cには、マゼンタトナーが格納される。このマゼンタトナーは、現像ローラ2033cに供給される。さらに、トナーカートリッジ2034dには、イエロートナーが格納される。このイエロートナーは、現像ローラ2033dに供給される。
各現像ローラが回転すると、各トナーカートリッジからは、それぞれのトナーが、各感光体ドラムのそれぞれの表面に塗布される。そして、各現像ローラが有するトナーは、各感光体ドラムのそれぞれの表面に接すると、感光体ドラムに付着する場合がある。この場合は、感光体ドラムのそれぞれの表面に、光源からの光が照射された場合である。すなわち、各現像ローラは、各感光体のそれぞれの表面に形成される潜像にトナーを付着させ、潜像を顕像化させる。次に、トナーが付着して形成される像、いわゆるトナー画像は、各感光体ドラムの回転によって、転写ベルト2040に転写される。このような帯電、潜像の形成及び転写が色ごとにそれぞれ行われる。続いて、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローのそれぞれのトナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト2040上に順次それぞれ転写される。このように、各色のトナー画像が転写されると、それぞれのトナー画像は、重ね合う。そして、カラー画像が形成される。
一方で、給紙トレイ2060には、紙等の記録媒体が格納される。この給紙トレイ2060の近傍には、給紙コロ2054が配置される。この給紙コロ2054は、給紙トレイ2060から紙等を1枚ずつ取り出す。次に、取り出される紙等は、レジストローラ対2056に搬送される。続いて、レジストローラ対2056は、所定のタイミングで、搬送される紙等を転写ベルト2040及び転写ローラ2042の間に送る。これによって、転写ベルト2040上に形成されるカラー画像が、送られる紙等に転写される。次に、カラー画像が転写された紙等は、定着ローラ2050に送られる。
定着ローラでは、熱及び圧力が紙等に加えられる。このように、熱及び圧力等が加えられると、カラー画像が転写された紙等には、トナーが定着する。次に、定着が終わると、紙等は、排紙ローラ2058を介して、排紙トレイ2070に送られる。この排紙トレイ2070では、紙等が順次スタックされる。
また、各クリーニングユニットは、各感光体ドラムのそれぞれの表面に残るトナー、すなわち、いわゆる残留トナーを除去する。このようにして、残留トナーが除去されると、感光体ドラムは、帯電装置が対向する位置に戻る。このため、カラープリンタ2000は、次の画像形成を行うことができる。
カラープリンタ2000は、感光体ドラムの所定の位置(以下「ホームポジション」という。)を検出するホームポジションセンサを感光体ドラムごとに有する。
図2は、本発明の一実施形態に係るポジションセンサの一例を示す図である。図示するように、ポジションセンサは、例えば、LED(Light Emitting Diode)等の光源LGと、固定スリットSLと、受光素子LREと、波形整形回路CIRとから構成される。図示する例では、感光体ドラム2030に穴があり、光源LGから発光された光は、穴及び固定スリットSLを透過して、受光素子LREによって検出される。この検出結果は、図示するように、波形整形回路CIRの出力波形によって示される。なお、図示する構成は、透過光を検出する構成であるが、例えば、受光素子LREは、反射光を検出する構成でもよい。
他に、まず、感光体ドラムには、ホームポジションを示すために、例えば、印又は突起物等が設けられる。このような印等があると、感光体ドラムが回転しても、印等を検出すれば、カラープリンタ2000は、感光体ドラムがホームポジションから1回転して再度ホームポジションの位置に戻ってきたことがわかる。なお、ホームポジションセンサは、電気的、機械的又はこれらの組み合わせによってホームポジションを検出するセンサである。例えば、ホームポジションが突起物等で印される場合には、ホームポジションセンサは、突起物等を機械的に検出するタッチセンサ等である。一方で、ホームポジションが印等で印される場合には、ホームポジションセンサは、印等を電気的に検出する光学センサ等である。
カラープリンタ2000は、ホームポジションセンサ2246a、2246b、2246c及び2246dによって、各感光体ドラムのホームポジションをそれぞれ検出する。具体的には、ホームポジションセンサ2246aは、感光体ドラム2030aにおける回転のホームポジションを検出する。同様に、ホームポジションセンサ2246bは、感光体ドラム2030bにおける回転のホームポジションを検出する。また、ホームポジションセンサ2246cは、感光体ドラム2030cにおける回転のホームポジションを検出する。さらに、ホームポジションセンサ2246dは、感光体ドラム2030dにおける回転のホームポジションを検出する。
カラープリンタ2000は、各感光体ドラムの表面を計測して感光体ドラム2030の表面電位を示す電位センサを感光体ドラムごとに有する。なお、電位センサは、例えば、各感光体ドラムに対して対向する位置等に設置される。
<濃度検出器例>
図3は、本発明の一実施形態に係る画像の濃度を検出する濃度検出部の設置位置の一例を示す図である。例えば、濃度検出器2245(図1)は、図示するように、5つの光学センサP1、P2、P3、P4及びP5を有する。以下、濃度検出器2245が光学センサを5つ有する例で説明する。なお、濃度検出器2245は、光学センサを5つ有するに限られず、例えば、3つ有する構成でもよい。
また、以下の説明では、光学センサP1、P2、P3、P4及びP5を区別せず、いずれか任意の光学センサを単に「光学センサ」という場合がある。
具体的には、光学センサP1、P2、P3、P4及びP5cは、図示するように、Y軸、すなわち転写ベルト2040の進行方向に直交する方向において、有効画像領域となる位置にそれぞれ設置される。
図4は、本発明の一実施形態に係る画像の濃度を検出する方法の一例を示す図である。図3に示すように設置される光学センサP1、P2、P3、P4及びP5を用いて、濃度検出器2245(図1)は、例えば、図4に示すように、濃度を検出する。以下、光学センサP1の例で説明する。
濃度検出器2245は、LED11等の光源を有する。まず、LED11から転写ベルト2040に対して、光が照射される。この光は、転写ベルト2040又は転写ベルト2040上に形成されるトナー画像で反射する。反射した光は、例えば、反射が正反射であると、光学センサP1に受光される。次に、光学センサP1は、受光する光に基づいて、受光量を示す信号を出力する。すなわち、転写ベルト2040のトナー量等に応じて、信号が示す受光量が異なるため、カラープリンタは、この信号によって、濃度を検出することができる。
なお、光学センサP1は、図示するように、複数設置されてもよい。具体的には、光は、転写ベルト2040等で拡散するように反射する場合がある。そのため、カラープリンタは、拡散反射用光学センサ13を有してもよい。なお、拡散反射用光学センサ13は、光学センサP1と同様に、光を受光すると、受光量を示す信号を出力する。具体的には、例えば、カラーの場合には、正反射光及び拡散反射光を用いて、トナー量が算出される。一方で、ブラックの場合には、正反射を用いて、トナー量が算出される。
<光走査制御装置例>
図5は、本発明の一実施形態に係る光走査制御装置の一例を示す図(その1)である。
図6は、本発明の一実施形態に係る光走査制御装置の一例を示す図(その2)である。
図7は、本発明の一実施形態に係る光走査制御装置の一例を示す図(その3)である。
図8は、本発明の一実施形態に係る光走査制御装置の一例を示す図(その4)である。
例えば、光走査制御装置2010は、光源2200a、2200b、2200c及び2200dを有する。また、光走査制御装置2010は、カップリングレンズ2201a、2201b、2201c及び2201dを有する。さらに、光走査制御装置2010は、開口板2202a、2202b、2202c及び2202dを有する。さらにまた、光走査制御装置2010は、シリンドリカルレンズ2204a、2204b、2204c及び2204dを有する。他にも、光走査制御装置2010は、ポリゴンミラー2104と、走査レンズ2105a、2105b、2105c及び2105dと、折り返しミラー2106a、2106b、2106c、2106d、2108b及び2108cを有する。
以下の説明では、4つの光源2200a、2200b、2200c及び2200dを区別せず、いずれか任意の光源を「光源2200」という場合がある。
光源2200は、例えば、複数(例えば、40個)の発光部が2次元に配列される面発光レーザアレイを含む。この面発光レーザアレイが含む複数の発光部は、例えば、すべての発光部が副走査方向に射影した際に、発光部のそれぞれの間隔が等間隔となるように配置される。すなわち、複数の発光部は、少なくとも副走査方向に、それぞれ間隔があるように配置される。以下の説明では、いずれか2つの発光部の中心間距離を「発光部間隔」という場合がある。
カップリングレンズ2201aは、光源2200aから照射される光束の光路上に配置される。また、カップリングレンズ2201aは、この光束を略平行光束とする。同様に、カップリングレンズ2201bは、光源2200bから照射される光束の光路上に配置される。また、カップリングレンズ2201bは、この光束を略平行光束とする。さらに、カップリングレンズ2201cは、光源2200cから照射される光束の光路上に配置される。また、カップリングレンズ2201cは、この光束を略平行光束とする。さらにまた、カップリングレンズ2201dは、この光束を略平行光束とする。さらに、カップリングレンズ2201dは、光源2200dから照射される光束の光路上に配置される。
開口板2202aは、開口部を有し、カップリングレンズ2201aを介する光束を整形する。同様に、開口板2202bは、開口部を有し、カップリングレンズ2201bを介する光束を整形する。さらに、開口板2202cは、開口部を有し、カップリングレンズ2201cを介する光束を整形する。さらにまた、開口板2202dは、開口部を有し、カップリングレンズ2201dを介する光束を整形する。
シリンドリカルレンズ2204aは、開口板2202aが有する開口部を通過する光束をポリゴンミラー2104が有する偏向反射面の近傍に、Z軸方向に関して結像する。同様に、シリンドリカルレンズ2204bは、開口板2202bが有する開口部を通過する光束をポリゴンミラー2104が有する偏向反射面の近傍に、Z軸方向に関して結像する。さらに、シリンドリカルレンズ2204cは、開口板2202cが有する開口部を通過する光束をポリゴンミラー2104が有する偏向反射面の近傍に、Z軸方向に関して結像する。さらにまた、シリンドリカルレンズ2204dは、開口板2202dが有する開口部を通過する光束をポリゴンミラー2104が有する偏向反射面の近傍に、Z軸方向に関して結像する。
カップリングレンズ2201aと、開口板2202aと、シリンドリカルレンズ2204aとを有する光学系は、Kステーションの偏向器において前光学系となる。同様に、カップリングレンズ2201bと、開口板2202bと、シリンドリカルレンズ2204bとを有する光学系は、Cステーションの偏向器において前光学系となる。さらに、カップリングレンズ2201cと、開口板2202cと、シリンドリカルレンズ2204cとを有する光学系は、Mステーションの偏向器において前光学系となる。さらにまた、カップリングレンズ2201dと、開口板2202dと、シリンドリカルレンズ2204dとを有する光学系は、Yステーションの偏向器において前光学系となる。
ポリゴンミラー2104は、Z軸回りに回転する。また、図示するように、ポリゴンミラー2104は、Z軸方向に2段構造である。さらに、ポリゴンミラー2104は、4面鏡を有する。このポリゴンミラー2104が有する4面鏡は、それぞれの偏向反射面となる。そして、1段目の4面鏡では、シリンドリカルレンズ2204bからの光束及びシリンドリカルレンズ2204cからの光束が、それぞれ偏向される。一方で、2段目の4面鏡では、シリンドリカルレンズ2204aからの光束及びシリンドリカルレンズ2204dからの光束が、それぞれ偏向される。なお、シリンドリカルレンズ2204aからの光束及びシリンドリカルレンズ2204bからの光束は、ポリゴンミラー2104の位置より、X軸において、「−」側に向かうように偏向されるとする。一方で、シリンドリカルレンズ2204cからの光束及びシリンドリカルレンズ2204dからの光束は、ポリゴンミラー2104の位置より、X軸において、「+」側に向かうように偏向されるとする。
各走査レンズは、各光束をそれぞれの感光体ドラムに集光させる。また、ポリゴンミラー2104の回転に基づいて、それぞれの感光体ドラムの表面上に、光スポットが主走査方向に等速で移動するように、制御が行われる。
具体的には、まず、走査レンズ2105a及び走査レンズ2105bは、ポリゴンミラー2104の位置より、X軸において、「−」側に配置される。一方で、走査レンズ2105c及び走査レンズ2105dは、ポリゴンミラー2104の位置より、X軸において、「+」側に配置される。
また、走査レンズ2105a及び走査レンズ2105bは、Z軸方向に積層される。さらに、走査レンズ2105bは、1段目の4面鏡に対向する位置に設置される。一方で、走査レンズ2105aは、2段目の4面鏡に対向する位置に設置される。同様に、走査レンズ2105c及び走査レンズ2105dは、Z軸方向に積層される。さらに、走査レンズ2105cは、1段目の4面鏡に対向する位置に設置される。一方で、走査レンズ2105dは、2段目の4面鏡に対向する位置に設置される。
ポリゴンミラー2104によって偏向されるシリンドリカルレンズ2204aからの光束は、走査レンズ2105a及び折り返しミラー2106aを介して、感光体ドラム2030aに照射される。このように、光束によって、感光体ドラム2030aに光が照射されると、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー2104が回転すると、感光体ドラム2030aの長手方向に移動する。すなわち、光スポットは、ポリゴンミラー2104の回転に基づいて、感光体ドラム2030a上を走査する。
なお、光スポットが移動する方向が主走査方向となる。したがって、感光体ドラム2030aが回転する方向が副走査方向となる。
同様に、ポリゴンミラー2104によって偏向されるシリンドリカルレンズ2204bからの光束は、走査レンズ2105b及び折り返しミラー2106bを介して、感光体ドラム2030bに照射される。このように、光束によって、感光体ドラム2030bに光が照射されると、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー2104が回転すると、感光体ドラム2030bの長手方向に移動する。すなわち、光スポットは、ポリゴンミラー2104の回転に基づいて、感光体ドラム2030b上を走査する。
なお、光スポットが移動する方向が主走査方向となる。したがって、感光体ドラム2030bが回転する方向が副走査方向となる。
同様に、ポリゴンミラー2104によって偏向されるシリンドリカルレンズ2204cからの光束は、走査レンズ2105c及び折り返しミラー2106cを介して、感光体ドラム2030cに照射される。このように、光束によって、感光体ドラム2030cに光が照射されると、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー2104が回転すると、感光体ドラム2030cの長手方向に移動する。すなわち、光スポットは、ポリゴンミラー2104の回転に基づいて、感光体ドラム2030c上を走査する。
なお、光スポットが移動する方向が主走査方向となる。したがって、感光体ドラム2030cが回転する方向が副走査方向となる。
同様に、ポリゴンミラー2104によって偏向されるシリンドリカルレンズ2204dからの光束は、走査レンズ2105d及び折り返しミラー2106dを介して、感光体ドラム2030dに照射される。このように、光束によって、感光体ドラム2030dに光が照射されると、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー2104が回転すると、感光体ドラム2030dの長手方向に移動する。すなわち、光スポットは、ポリゴンミラー2104の回転に基づいて、感光体ドラム2030d上を走査する。
なお、光スポットが移動する方向が主走査方向となる。したがって、感光体ドラム2030dが回転する方向が副走査方向となる。
また、各折り返しミラーは、ポリゴンミラー2104から各感光体ドラムまでに至る各光路長が同一となる位置にそれぞれ配置される。さらに、各折り返しミラーは、各感光体ドラムにおける各光束のそれぞれの入射位置及び入射角がいずれも同一となるようにそれぞれ配置される。
ポリゴンミラー2104及び各感光体ドラムの間の光路上に配置される光学系は、走査光学系等といわれる。この例では、Kステーションの走査光学系は、走査レンズ2105a及び折り返しミラー2106a等である。また、Cステーションの走査光学系は、走査レンズ2105b、折り返しミラー2106b及び2108b等である。さらに、Mステーションの走査光学系は、走査レンズ2105c、折り返しミラー2106c及び2108c等である。さらにまた、Yステーションの走査光学系は、走査レンズ2105d及び折り返しミラー2106d等である。なお、各走査光学系において、走査レンズは、複数のレンズであってもよい。
なお、図1に示す構成において、感光体ドラム2030並びに現像ローラ2033a、2033b、2033c及び2033dが回転する方向(以下「第1方向」という。)、すなわち、Y軸方向回りは、X軸方向となる。また、現像ローラ2033a、2033b、2033c及び2033dは、いわゆる電磁ブラシ等を有し、感光体ドラム2030に対して、トナーを付着させるため、Y軸方向回りに回転する。なお、第1方向に対して、直交する方向を「第2方向」という。
<ハードウェア構成例>
図9は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。例えば、カラープリンタ2000は、コントローラ2001と、第1プロッタ制御装置2002と、第2プロッタ制御装置2003と、メモリ2004と、CPU(Central Processing Unit)2005と、第3プロッタ制御装置2006とを有する。
まず、カラープリンタ2000には、ネットワーク、有線又は無線等によって、上位装置が接続される。そして、上位装置は、カラープリンタ2000に対して、ユーザの操作等に基づいて、画像形成を行う命令、すなわち、印刷要求を送信する。また、印刷要求が行われる際には、カラープリンタ2000に画像形成させる画像を示す画像データが、上位装置からカラープリンタ2000が有するコントローラ2001に送られる。
コントローラ2001は、例えば、CPU等が実装される電子回路基板等である。例えば、コントローラ2001は、ディザ処理等の階調処理及び上位装置から送られる画像データをビットマップ形式に変換する処理等の画像処理を行う。なお、コントローラ2001の後段には、いわゆる画像展開を行う装置等が接続されてもよい。
第1プロッタ制御装置2002、第2プロッタ制御装置2003及び第3プロッタ制御装置2006は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field−Programmable Gate Array)等のPLD(Programmable Logic Device)又はこれらの組み合わせ等である。なお、第1プロッタ制御装置2002が行う処理の一部は、ファームウェア等で実行されてもよい。
第1プロッタ制御装置2002は、パターンを付加したり、トリミング等の画像処理を行ったりする装置である。例えば、付加されるパターンは、偽造防止用のパターン、テストパターン又は調整用のパターン等である。なお、調整用のパターンは、例えば、濃度調整用のパターン、色ずれ補正用のパターン又はブレード捲込まれ回避用のパターン等である。また、画像処理は、スキュー補正等を行ってもよい。他にも、第1プロッタ制御装置2002は、ノイズ除去処理、画素数のカウント処理、画像データのデータ容量を計測する処理、8ビットデータを10ビットデータに変換する処理及びパラレルデータをシリアルデータに変換する処理等を行う。
第2プロッタ制御装置2003及び第3プロッタ制御装置2006は、例えば、同様の処理をそれぞれ行う。図示する構成では、各光源が、それぞれ1色を画像形成するのに用いられる。例えば、光源2200aは、「K」、「C」、「M」及び「Y」の色のうち、「K」の色を画像形成するのに用いられる。また、光源2200bは、「K」、「C」、「M」及び「Y」の色のうち、「M」の色を画像形成するのに用いられる。さらに、光源2200cは、「K」、「C」、「M」及び「Y」の色のうち、「C」の色を画像形成するのに用いられる。さらにまた、光源2200dは、「K」、「C」、「M」及び「Y」の色のうち、「Y」の色を画像形成するのに用いられる。そして、図示する構成では、第2プロッタ制御装置2003及び第3プロッタ制御装置2006は、2色ずつ光源をそれぞれ制御する。なお、色の組み合わせは、図示する組み合わせでなくともよい。したがって、第2プロッタ制御装置2003及び第3プロッタ制御装置2006は、光源を制御するドライバ等の制御装置を有する。
以下、第2プロッタ制御装置2003が光源2200aを制御して「K」の色を画像形成する場合を例に説明する。なお、カラープリンタには、色ごとのパラメータがあらかじめ設定され、色ごとにパラメータ等に基づいて、それぞれ異なる処理が行われてもよい。
第2プロッタ制御装置2003は、まず、第1プロッタ制御装置2002から画像データ(以下「第1画像データ」という。)を受信する。例えば、第2プロッタ制御装置2003は、LVDS(Low voltage differential signaling)信号等で第1画像データを受信する。また、前段の第1プロッタ制御装置2002で8ビットデータを10ビットデータに変換する処理が行われる場合には、第2プロッタ制御装置2003は、逆変換、すなわち、10ビットデータを8ビットデータに変換する処理等を行う。そして、第2プロッタ制御装置2003は、第1画像データを光源2200aの発光解像度に合うデータフォーマットに変換する。
例えば、光源2200aは、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting LASER、垂直共振器面発光レーザ)のレーザアレイである。このように、光源2200aをVCSELとすると、発光解像度は、主走査方向に2400dpi(dots per inch)及び副走査方向に4800dpi等の高い解像度とすることができる。
例えば、第1画像データが2400dpiの解像度であり、発光解像度が4800dpiである場合には、第2プロッタ制御装置2003は、第1画像データに対して、いわゆる倍密処理等を行い、第1画像データを高解像度に変換した画像データ(以下「第2画像データ」という。)を生成する。なお、高い解像度にする変換は、例えば、あらかじめ入力されるLUT(Look Up Table)データ等によって実現される。他にも、高い解像度にする変換は、第1画像データが有する各画素(以下「第1画素」という。)のデータを2つの画素にする等の変換でもよい。
そして、第2プロッタ制御装置2003は、第1画像データを変換して、第2画像データを生成する。なお、変換手順の詳細は、後述する。次に、第2プロッタ制御装置2003は、第2画像データに基づいて、光源2200aを制御して画像形成を行う。
<全体処理例>
図10は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置による全体処理の一例を示すフローチャートである。例えば、カラープリンタは、図示するような画像形成方法によって、画像形成を行う。なお、以下の例では、第1画像データのカラム(column)方向(Y方向、主走査方向)の解像度が2400dpiであり、かつ、第2画像データ及び第3画像データが4800dpiである例で説明する。
<特定データの設定例(ステップS01)>
ステップS01では、カラープリンタは、特定データを設定する。なお、特定データは、例えば、パターンマッチングが行われる場合には、パターンマッチングで検出されるパターンを示すデータである。例えば、特定データは、以下のようなデータである。
図11は、本発明の一実施形態に係る特定データの一例を示す図である。図示するように、特定データは、例えば、図11(A)乃至図11(H)に示す8つのデータである。なお、図示する例では、それぞれの特定データは、2400dpiの15画素分のデータである。また、図示する例では、各画素は、それぞれ1ビットデータである。具体的には、画素が「0」を示す場合には、画素は、光源を消灯させる、すなわち、画素に対応する箇所にトナーが付着されないため、画素に対応する箇所を白色(画像形成に用いられる用紙が白色であるとする。)にすることを示す。一方で、画素が「1」を示す場合には、画素は、光源を点灯させる、すなわち、画素に対応する箇所に「K」のトナーが付着されるため、画素に対応する箇所を黒色とすることを示す。なお、「0」及び「1」のどちらを黒色とするかは、あらかじめカラープリンタに設定できてもよい。また、特定データは、15画素のデータに限られず、例えば、第1画像データの解像度又は対象とするエッジの太さ等に基づいて設定されてもよい。すなわち、特定データは、15画素以外の数でもよい。
図11(A)又は図11(D)に示すような特定データが用いられると、カラープリンタは、凸画素PXAのように、ロウ方向における凸形状を構成する画素を特定できる。同様に、図11(B)又は図11(C)に示すような特定データが用いられると、カラープリンタは、凸画素PXAのように、カラム方向における凸形状を構成する画素を特定できる。一方で、図11(E)又は図11(H)に示すような特定データが用いられると、カラープリンタは、凹画素PXBのように、ロウ方向における凹形状を構成する画素を特定できる。同様に、図11(F)又は図11(G)に示すような特定データが用いられると、カラープリンタは、凹画素PXBのように、カラム方向における凹形状を構成する画素を特定できる。
以下、図11(A)に示すような特定データが設定される場合を例に説明する。
図12は、本発明の一実施形態に係る特定データに基づいて特定される画素の一例を示す図(その1)である。例えば、第1画像データが図示するような複数の第1画素PX1を有する例で説明する。具体的には、第1画像データの一部に、図示するような縦ラインLN1を画像形成する画素があるとする。この例では、図11(A)に示す特定データが示すパターンと、図12に示す第1画素PX1のうち、例えば、図示する3行目乃至5行目における2列目乃至6列目の15画素のパターン(以下「第1特定パターンPT1」という。)とが一致する。すなわち、図11(A)に示す特定データと、第1特定パターンPT1とは、「0」及び「1」のそれぞれの画素の数並びに「0」及び「1」の位置がどちらも一致する。このように、特定データが設定されると、縦ラインLN1が画像形成される場合において、カラープリンタは、光源を点灯させる画素が凸形状となる画素(以下「第1対象画素」という。)を特定できる。
また、第1対象画素は、例えば、第1特定パターンPT1の例では、図示するように、縦ラインLN1を画像形成する画素に隣接する3列目において、点灯させる画素がでっぱる画素(以下「左凸画素LPX」という。)等である。
他にも、図11(B)乃至図11(D)に示す特定データが設定されると、カラープリンタは、同様に、第1対象画素を特定できる。例えば、図11(D)に示すような特定データが設定されると、カラープリンタは、例えば、以下のような画素を特定できる。
図13は、本発明の一実施形態に係る特定データに基づいて特定される画素の一例を示す図(その2)である。例えば、第1画像データが図示するような複数の第1画素PX1を有する例で説明する。具体的には、第1画像データの一部に、図示するような縦ラインLN2を画像形成する画素があるとする。この例では、図11(D)に示す特定データが示すパターンと、図13に示す第1画素PX1のうち、例えば、図示する2行目乃至4行目における7列目乃至11列目の15画素のパターン(以下「第2特定パターンPT2」という。)とが一致する。すなわち、図11(D)に示す特定データと、第2特定パターンPT2とは、「0」及び「1」のそれぞれの画素の数並びに「0」及び「1」の位置がどちらも一致する。このように、特定データが設定されると、縦ラインLN2が画像形成される場合において、第1対象画素が特定できる。
具体的には、図11(D)に示す特定データが設定される場合には、縦ラインLN2が画像形成される場合において、カラープリンタは、光源を点灯させる画素が凸形状となる第1対象画素を特定できる。また、この図では、第1対象画素は、図示するように、縦ラインLN2を画像形成する画素に隣接する10列目において、点灯させる画素がでっぱる画素(以下「右凸画素RPX」という。)等である。
同様に、図11(B)に示すような特定データが設定されると、カラープリンタは、例えば、以下のような画素を特定できる。
図14は、本発明の一実施形態に係る特定データに基づいて特定される画素の一例を示す図(その3)である。例えば、第1画像データが図示するような複数の第1画素PX1を有する例で説明する。具体的には、第1画像データの一部に、図示するような横ラインLN3を画像形成する画素があるとする。この例では、図11(B)に示す特定データが示すパターンと、図14に示す第1画素PX1のうち、例えば、図示する6列目乃至8列目における2行目乃至6行目の15画素のパターン(以下「第3特定パターンPT3」という。)とが一致する。すなわち、図11(B)に示す特定データと、第3特定パターンPT3とは、「0」及び「1」のそれぞれの画素の数並びに「0」及び「1」の位置がどちらも一致する。このように、特定データが設定されると、横ラインLN3が画像形成される場合において、第1対象画素が特定できる。
具体的には、図11(B)に示す特定データが設定される場合には、横ラインLN3が画像形成される場合において、カラープリンタは、光源を点灯させる画素が凸形状となる第1対象画素を特定できる。また、この図では、第1対象画素は、図示するように、横ラインLN3を画像形成する画素に隣接する3行目において、点灯させる画素がでっぱる画素(以下「上凹画素UPX」という。)等である。
同様に、図11(C)に示すような特定データが設定されると、カラープリンタは、例えば、以下のような画素を特定できる。
図15は、本発明の一実施形態に係る特定データに基づいて特定される画素の一例を示す図(その4)である。例えば、第1画像データが図示するような複数の第1画素PX1を有する例で説明する。具体的には、第1画像データの一部に、図示するような横ラインLN4を画像形成する画素があるとする。この例では、図11(C)に示す特定データが示すパターンと、図15に示す第1画素PX1のうち、例えば、図示する8列目乃至10列目における5行目乃至9行目の15画素のパターン(以下「第4特定パターンPT4」という。)とが一致する。すなわち、図11(C)に示す特定データと、第4特定パターンPT4とは、「0」及び「1」のそれぞれの画素の数並びに「0」及び「1」の位置がどちらも一致する。このように、特定データが設定されると、横ラインLN4が画像形成される場合において、第1対象画素が特定できる。
具体的には、図11(C)に示す特定データが設定される場合には、横ラインLN4が画像形成される場合において、カラープリンタは、光源を点灯させる画素が凸形状となる第1対象画素を特定できる。また、この図では、第1対象画素は、図示するように、横ラインLN4を画像形成する画素に隣接する8行目において、点灯させる画素がでっぱる画素(以下「下凹画素DPX」という。)等である。
また、同様に、図11(E)乃至(H)に示す特定データが設定される場合には、カラープリンタは、光源を点灯させる画素が凹形状となる第1対象画素を特定できる。
なお、特定データは、図11に示す8つのパターンに限られない。例えば、カラープリンタには、更に特定データが設定されてもよい。例えば、15画素以外の画素数でパターンを示す特定データ又は図11に示すパターンとは「0」と「1」の比率が異なる特定データ等が更に設定されてもよい。
<印刷指示の受付例(ステップS02)>
図10に戻り、ステップS02では、カラープリンタは、印刷指示を受け付ける。例えば、図1に示すような構成では、カラープリンタには、上位装置から印刷指示を示すコマンドデータ及び画像データ等が送信される。このように、カラープリンタに対して、コマンドデータ等が送信されると、カラープリンタは、印刷指示を受け付ける。そして、カラープリンタは、印刷指示を受け付けると、入力される画像データ(以下「入力画像データ」という。)に対して画像処理を開始する。なお、図1に示すような構成では、カラープリンタは、まず、コントローラ2001(図1)による画像処理を行う。
<補正例(ステップS03)>
ステップS03では、カラープリンタは、入力画像データに対して補正を行う。補正は、例えば、カラープリンタによって画像が記録媒体に画像形成される位置、大きさ又はこれらの両方の補正等である。具体的には、記録媒体の両面に画像形成が行われる、いわゆる両面印刷の場合には、まず、記録媒体の一方の面(以下「表面」という。)に対して、カラープリンタは、画像形成を行う。表面に対して画像形成が行われると、記録媒体は、サイズが縮小する場合が多い。なお、縮小は、例えば、定着において、記録媒体に対して熱が加えられるため、熱によって記録媒体に含まれる水分が減ること等が原因で起こる現象である。
そのため、表面に画像形成後、表面とは異なる面(以下「裏面」という。)に画像形成を行う場合には、カラープリンタは、縮小に合わせて入力画像データを補正して、第1画像データを生成する。図示すると、補正は、例えば、以下のような処理である。
図16は、本発明の一実施形態に係る補正の一例を示す図である。まず、記録媒体PRの表面に対して、図16(A)に示すように、第1画像IMG1が入力画像データに基づいて画像形成される。また、第1画像IMG1の画像形成によって、記録媒体PRは、図16(B)に示すように、縮小する。
次に、カラープリンタは、図16(B)に示すように、記録媒体PRの裏面に対して第2画像IMG2を入力画像データに基づいて画像形成する。この例では、図示するように、例えば、記録媒体PRが縮小しても、第1画像IMG1が画像形成された位置に対して、裏面において同じ位置に第2画像IMG2が画像形成されるように、第2画像IMG2が画像形成される位置を補正する。また、第1画像IMG1の画像形成によって、記録媒体PRが縮小されるので、ほぼ同じような縮小率で第1画像IMG1の大きさを縮小するように補正してもよい。さらに、補正は、位置と、大きさとの両方の補正が行われてもよい。
また、補正は、紙の平行度が悪い場合等にも行われる。例えば、紙の裁断が精度よく行われない場合には、紙は、長方形ではなく、台形等の形状になる。このように、平行度の悪い一辺を突き当て、両面印刷が行われると、表裏で画像位置がずれる場合が多い。そこで、入力画像データの位置を補正して両面印刷後の表裏の位置を合わせる処理を行う場合がある。
他にも、補正は、各色で、色ごとに変形させて色合わせを行う場合等にも行われる。すなわち、いわゆる色ずれ補正が行われる場合等に、補正は、行われる場合がある。
<タグデータの生成及び画像処理例(ステップS04)>
図10に戻り、ステップS04では、カラープリンタは、コントローラ2001によって、タグデータの生成及び画像処理を行う。なお、タグデータは、画像データが有する各画素の属性を示すデータである。具体的には、まず、各画素の属性は、例えば、「イメージ」、「テキスト」又は「グラフィック」のいずれかの属性に分類されるとする。この属性は、画像データの各画素がユーザの操作によって、どのような種類の画像を画像形成するように画像データに入力されたかによる。例えば、「テキスト」は、画素が文字又はラインであることを示す属性である。より具体的には、画像データにおいて、ユーザが文字又はラインを画像形成するように入力する場合には、画素は、「テキスト」の属性に分類される。一方で、ユーザが絵柄等を画像形成するように入力する場合には、画素は、「イメージ」等の属性に分類される。
以下、後段の処理では、文字又はライン、すなわち、「テキスト」の属性の画素が対象となる例で説明する。この例では、タグデータは、1ビットデータとなる。具体的には、画素が「テキスト」の属性である場合には、タグデータは、「1」となり、一方で、画素が「テキスト」以外の属性である場合には、タグデータは、「0」となる。
また、ステップS04では、カラープリンタは、コントローラ2001及び第1プロッタ制御装置2002(図1)によって、画像処理を行い、第1画像データを生成する。そして、カラープリンタは、生成した第1画像データを第2プロッタ制御装置2003(図1)等に送信する。
<第1画像データ及びタグデータの受信例(ステップS05)>
ステップS05では、カラープリンタは、第1画像データ及びタグデータを受信する。例えば、第1画像データ及びタグデータは、以下のように受信される。
図17は、本発明の一実施形態に係る第1画像データ及びタグデータの受信の一例を示すタイミングチャートである。例えば、第1画像データ及びタグデータは、クロック信号CLKに同期する信号によって、受信される。図示する例では、第1画像データDIMG1及びタグデータDTGは、それぞれ1ビットデータであり、かつ、クロック信号CLKの1クロック分が1画素のデータとなる。
具体的には、例えば、第1タイミングT1において、第1画像データDIMG1は、「0」であるため、第1画像データDIMG1は、光源を消灯させることを示す。一方で、第2タイミングT2において、第1画像データDIMG1は、「1」であるため、第1画像データDIMG1は、光源を点灯させることを示す。そして、第2タイミングT2では、タグデータDTGは、「1」であるため、第2タイミングT2における第1画像データDIMG1が「テキスト」の属性であることを示す。このように、タグデータDTGは、第1画像データDIMG1が「1」である場合には、画素の属性を示す。
したがって、タグデータDTGは、第1画像データDIMG1が「1」であっても、第1画像データDIMG1が「テキスト」以外の属性である場合には、「0」である。例えば、第3タイミングT3は、第1画像データDIMG1が「1」であっても、タグデータDTGが、「0」となる例である。この場合は、絵柄等の画像である。
<第1画像データを第2画像データにする変換例(ステップS06)>
図10に戻り、ステップS06では、カラープリンタは、第1画像データを第2画像データにする変換を行う。具体的には、まず、カラープリンタは、特定データに基づいて、パターンマッチング等によって、図12乃至図15のように、第1対象画素を特定する。そして、カラープリンタは、特定される第1対象画素と、それ以外の第1画素とを例えば、以下のように変換する。
図18は、本発明の一実施形態に係る変換の第1例を示す図である。以下、図12に示す第1特定パターンPT1が有するそれぞれの第1画素を図示するように第2画像データの画素(以下「第2画素」という。)に変換する例で説明する。
この例は、第1特定パターンPT1が変換されて、第1変換パターンPT1Aとなる例である。第1特定パターンPT1が有する各第1画素は、それぞれ4つの第2画素に変換される。図示するように、あらかじめ特定される第1対象画素(この例では、左凸画素LPXである。)及び隣接する画素に対応する第2画素(以下「第2対象画素LPX2」という。)は、凸形状が均されるように変換される。
また、タグデータに基づいて、左凸画素LPXが「テキスト」の属性である場合には、図示するような変換が行われる。つまり、左凸画素LPXが図17に示す第2タイミングT2のように、タグデータが「1」となる属性であると、図18のように、左凸画素LPX及び隣接する画素は、カラープリンタによって、第2対象画素LPX2に変換される。一方で、左凸画素LPXが「テキスト」以外の属性である場合、すなわち、図17に示す第3タイミングT3のように、タグデータが「0」となる属性であると、図18に示す第2対象画素LPX2以外の第2画素のように、第1画素は、4つとも第1画素が示す値を反映させるように変換される。すなわち、変換後の4つの第2画素は、すべて同じ値を示すように変換される。
第1特定パターンPT1、すなわち、変換前では、左凸画素LPXが、凸形状となっている。一方で、第1変換パターンPT1A、すなわち、変換後では、凸形状となる部分が均されて、凸形状のような突起形状は、変換前と比較して、目立ちにくい状態となる。また、カラープリンタは、図18に示すように、変換前の第1画像データを高い解像度に変換して、第2画像データを生成する。すなわち、第1画像データに対して、いわゆる倍密処理が行われると、第2画像データは、生成される。このように、カラープリンタは、凸形状を構成する左凸画素LPX等を、一部、光源を消灯させる画素に変換して、かつ、左凸画素LPXに隣接する画素(図示する例では、上側に隣接する画素である。)を、光源を点灯させる画素に変換して、第2対象画素LPX2とする。なお、この例は、変換の前後で、エネルギーが同等となる例である。このような変換が行われると、凸形状が均され、画像形成において、位置又は画像の大きさが変わる等の変形が行われる補正が行われる場合であっても、画質を向上させることができる。
なお、凸形状を構成する左凸画素LPXは、例えば、以下のように変換されてもよい。
図19は、本発明の一実施形態に係る変換の第2例を示す図である。図19は、図18と比較すると、変換後のパターン(以下、「第2変換パターンPT1B」という。)が異なる。具体的には、図18に示す第1変換パターンPT1Aと比較すると、第2対象画素下部LPX21も、「1」に変換される点が異なる。このように、カラープリンタは、凸形状を構成する左凸画素LPX等を、一部、光源を消灯させる画素に変換して、かつ、左凸画素LPXに隣接する画素(図示する例では、上側及び下側に隣接する画素である。)を、光源を点灯させる画素に変換して、第2対象画素LPX2とする。このようにして、変換して、カラープリンタは、凸形状を均してもよい。
また、凸形状を構成する左凸画素LPXは、例えば、以下のように変換されてもよい。
図20は、本発明の一実施形態に係る変換の第3例を示す図である。図20は、図18と比較すると、変換後のパターン(以下、「第3変換パターンPT1C」という。)が異なる。図19に示す第2変換パターンPT1Bと比較すると、第3変換パターンPT1Cは、「1」となる列が1列分少ない例である。すなわち、第3変換パターンPT1Cは、凸形状を構成する光源を点灯させる左凸画素LPXを、光源を消灯させる画素に変換して、凸形状を均す例である。このようにして、変換して、カラープリンタは、凸形状を均してもよい。
他にも、凸形状を構成する左凸画素LPXは、例えば、以下のように変換されてもよい。
図21は、本発明の一実施形態に係る変換の第4例を示す図である。図21は、図18と比較すると、変換後のパターン(以下、「第4変換パターンPT1D」という。)が異なる。また、図19に示す第2変換パターンPT1Bと比較すると、第4変換パターンPT1Dは、「1」となる列が2列分多い例である。すなわち、第4変換パターンPT1Dは、凸形状を構成する光源を点灯させる左凸画素LPXに隣接する画素を、光源を点灯させる画素に変換して、凸形状を均す例である。このようにして、変換して、カラープリンタは、凸形状を均してもよい。
また、カラープリンタは、変換において、凸形状を均し、更に、いわゆる細線化又は太線化を行ってもよい。以下、図20に示す凸形状の均しが行われた場合を例に説明する。
図22は、本発明の一実施形態に係る変換において細線化を行う例を示す図である。まず、図20に示すように、カラープリンタは、凸形状を均し、第3変換パターンPT1Cとする。さらに、カラープリンタは、第3変換パターンPT1Cから1列分、ラインが細くなるように、「1」の列を少なくする。なお、以下、ラインが1列分細くなった後のパターンを「細線化後パターンPT1C2」という。図示するように、細線化後パターンPT1C2は、第3変換パターンPT1Cと比較すると、「1」の列が1列少ないパターンである。なお、細くする量、つまり、細線化処理で減らす「1」の列数は、設定できてもよい。また、図22のように、更に細線化を行う場合には、カラープリンタは、第1特定パターンPT1を細線化後パターンPT1C2に変換してもよい。
同様に、カラープリンタは、以下のように、太線化を行ってもよい。
図23は、本発明の一実施形態に係る変換において太線化を行う例を示す図である。まず、図20に示すように、カラープリンタは、凸形状を均し、第3変換パターンPT1Cとする。さらに、カラープリンタは、第3変換パターンPT1Cから1列分、ラインが太くなるように、「1」の列を多くする。なお、以下、ラインが1列分太くなった後のパターンを「太線化後パターンPT1C3」という。図示するように、太線化後パターンPT1C3は、第3変換パターンPT1Cと比較すると、「1」の列が1列多いパターンである。なお、太くする量、つまり、太線化処理で増やす「1」の列数は、設定できてもよい。さらに、図23のように、更に太線化を行う場合には、カラープリンタは、第1特定パターンPT1を太線化後パターンPT1C3に変換してもよい。
また、倍密処理等の変換は、例えば、以下のような処理である。
図24は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置による倍密処理の第1例を示す図である。例えば、第1画像データが2400dpiの解像度であり、かつ、1画素が光源を点灯させるか又は消灯させるかを示す1ビットデータである場合には、図24(A)乃至図24(D)に示すような変換が行われる。そして、図示する例は、4800dpiの解像度であり、かつ、1画素が1ビットデータである第2画像データが生成される例である。この例は、第1対象画素がない場合、すなわち、「テキスト」の属性であって、特定データで特定される凸形状又は凹形状がない場合に、行われる変換の一例である。
また、変換は、他の解像度に係る画像データが用いられてもよい。例えば、第1画像データは、600dpi以下の解像度でもよい。
さらに、第1画像データは、1画素が2ビット以上のデータでもよい。例えば、第1画像データが有する画素、すなわち、第1画素が2ビットデータ場合には、変換は、以下のような処理でもよい。
図25は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置による倍密処理の第2例を示す図である。図示する例は、第1画素が2ビットデータであり、「0」乃至「3」のいずれかの値となる場合である。なお、第1画素は、「0」が画像形成を行わないことを示し、数値が大きくなるほど濃く画像形成させることを示すとする。また、この例では、図25(A)乃至図25(D)のいずれかの組み合わせの変換を行うようにあらかじめカラープリンタに設定できるとする。
図示する例は、いわゆる上寄せが行われる例である。具体的には、上寄せは、第1画素が「1」又は「2」の場合に、「1」となる第2画素が図において上の方に集中して配置される形式である。さらに、図25(A)は、「1」となる第2画素が図において左の方に集中して配置される形式である。そして、図25(B)及び図25(C)は、「1」となる第2画素が図において中央に集中して配置される形式である。また、図25(D)は、「1」となる第2画素が図において右の方に集中して配置される形式である。
他にも、第1画素が2ビットデータ場合には、変換は、以下のような処理でもよい。
図26は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置による倍密処理の第3例を示す図である。図示する変換は、図25と同様に、第1画素が2ビットデータであり、「0」乃至「3」のいずれかの値となる場合である。また、この例では、図26(A)乃至図26(F)のいずれかの組み合わせの変換を行うようにあらかじめカラープリンタに設定できるとする。
図25と比較すると、図26に示す変換は、第1画素が「1」又は「3」である場合には同一である。図26に示す例は、ロウ方向において中央に「1」の画素が寄せられる形式である。
さらに、第1画素は、2ビット以上のデータ(以下「多ビットデータ」という。)であってもよい。第1画素が多ビットデータである場合には、第1画素の示す値に基づいて、第2画素において、点灯する画素の配置が定まる。例えば、第1画素が2ビットデータの多ビットデータである場合には、変換は、以下のような処理でもよい。
図27は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置による倍密処理の第4例を示す図である。図示する変換は、図25と同様に、第1画素が2ビットデータであり、「0」乃至「3」のいずれかの値となる場合である。また、この例では、図27(A)乃至図27(D)のいずれかの組み合わせの変換を行うようにあらかじめカラープリンタに設定できるとする。
図25と比較すると、図27に示す変換は、第1画素が「1」又は「3」である場合には同一である。図27に示す例は、いわゆる下寄せが行われる例である。
具体的には、下寄せは、第1画素が「1」又は「2」の場合に、「1」となる第2画素が図において下の方に集中して配置される形式である。さらに、図27(A)は、「1」となる第2画素が図において左の方に集中して配置される形式である。そして、図27(B)及び図27(C)は、「1」となる第2画素が図において中央に集中して配置される形式である。また、図27(D)は、「1」となる第2画素が図において右の方に集中して配置される形式である。
さらにまた、第1画素が2ビットデータ場合には、変換は、以下のような処理でもよい。
図28は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置による倍密処理の第5例を示す図である。図示する変換は、図25と同様に、第1画素が2ビットデータであり、「0」乃至「3」のいずれかの値となる場合である。また、この例では、図28(A)又は図28(B)のどちらかの組み合わせの変換を行うようにあらかじめカラープリンタに設定できるとする。
図25乃至図27と比較すると、図28に示す変換は、「寄せ」が行われず、比較的、均一に「1」が配置される例である。一方で、図25と比較すると、図28に示す変換は、第1画素が「1」又は「3」である場合には同一である。
図29は、画像形成装置による倍密処理における比較例を示す図である。例えば、図29(A)に示すような画像形成を行うようにする場合を例に説明する。図29(A)に示す例では、光源は、図29(B)に示すように、第11タイミングT11において画像データに基づいて点灯するように制御される。そして、図29(B)に示すように、次の画素、すなわち、第12タイミングT12において消灯するように制御を行う画像データである場合がある。このような場合には、光源の応答速度によっては、図29(C)に示すように、光源の点灯及び消灯の切り替えが間に合わない場合がある。そこで、図29(A)に示す画像データを以下のように変換する。
図30は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置による倍密処理の処理結果例を示す図である。例えば、図30(A)に示す画像データは、図26(E)又は図26(F)等に示す変換によって生成される画像データである。図29に示す場合と比較すると、図30(B)は、第12タイミングT12及び第13タイミングT13でそれぞれ点灯及び消灯を切り替える制御がなく、点灯が維持される点が異なる。このようにすると、図29(C)のように、光源の点灯及び消灯の切り替え応答が間に合わず、意図しない画像が形成されてしまう等を少なくすることができる。
また、第1画素及び第2画素は、どちらも多ビットデータであってもよい。例えば、第1画素及び第2画素がそれぞれ「0」乃至「F」の16進数の値を示す4ビットデータである場合には、以下のような変換が行われてもよい。
図31は、本発明の一実施形態に係る多ビットデータの変換の第1例を示す図である。図31は、図18において、各画素が多ビットデータである場合の例を示す。なお、各画素は、数値によって、画像形成される濃度を示すとする。この例では、濃度は、値が「0」となると白色となり、数値が大きくなるほど黒色に近い色となるとする。具体的には、濃度は、光源を点灯させる制御信号のデューティ(duty)比又は点灯時間等を示す値である。なお、制御信号は、例えば、PWM(Pulse Width Modulation)信号等である。
図示するように、図18と比較すると、用いられる画素が多ビットデータとなる点が異なる。まず、図示するように、左凸画素LPXであり、かつ、左凸画素LPXが「テキスト」の属性である場合以外の処理は、図18と同様である。
この例は、第1特定パターンPT1が変換されて、第1変換パターンPT1Aとなる例である。第1特定パターンPT1が有する各第1画素は、倍密処理によってそれぞれ4つの第2画素に変換される。第1特定パターンPT1、すなわち、変換前では、左凸画素LPXが、凸形状となっている。一方で、第1変換パターンPT1A、すなわち、変換後では、凸形状となる部分が均されて、凸形状のように、突起形状は、変換前と比較して、目立ちにくい状態となる。図18では、左凸画素LPX及び隣接する画素は、「1」、すなわち、光源を点灯させる画素に変換されるのに対して、図31に示す変換では、左凸画素LPX及び隣接する画素が、「F」と「0」の中間の濃度となる「4」、すなわち、第2対象画素LPX3に変換される。
また、タグデータに基づいて、左凸画素LPXが「テキスト」の属性である場合には、図示するような変換が行われる。つまり、左凸画素LPXが図17に示す第2タイミングT2のように、タグデータが「1」となる属性であると、図31のように、左凸画素LPXは、カラープリンタによって、第2対象画素LPX3のように、均される。
また、変換は、例えば、以下のように他の値にする変換でもよい。
図32は、本発明の一実施形態に係る多ビットデータの変換の第2例を示す図である。図31と比較すると、図31において「4」となるように変換された画素が、図32では、「8」に変換される点が異なる。すなわち、図32では、第2画素(以下「第2対象画素LPX4」という。)のうち、「F」に隣接する画素は、「8」に変換される。
図33は、本発明の一実施形態に係る多ビットデータの変換の第3例を示す図である。図31と比較すると、図31において「4」となるように変換された画素が、図33では、「C」に変換される点が異なる。すなわち、図33では、第2画素(以下「第2対象画素LPX5」という。)のうち、「F」に隣接する画素は、「C」に変換される。
図32に示す第2対象画素LPX4及び図33に示す第2対象画素LPX5のように、第2画素が多ビットデータである場合には、変換は、あらかじめ設定される濃度の値となるように行われる。
また、変換において行われるパターンマッチングは、例えば、以下のように行われる。
図34は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置によって行われるパターンマッチングの一例を示す図である。例えば、パターンマッチングによって第1対象画素であるか否かが判定される画素(以下「注目画素FPX」という。)を中心として、カラープリンタは、図示するような9×9のイメージマトリクスを用いてパターンマッチングを行う。
なお、イメージマトリクスのサイズは、9×9に限られない。例えば、イメージマトリクスのサイズは、11×11等の9×9より大きいサイズでもよい。大きいサイズのイメージマトリクスを用いると、カラープリンタは、第1対象画素を特定するバリエーションを増やすことができる。また、大きいサイズのイメージマトリクスを用いると、カラープリンタは、第1対象画素を特定する検出精度を向上させることができる。一方で、例えば、イメージマトリクスのサイズは、7×7等の9×9より小さいサイズでもよい。小さいサイズのイメージマトリクスを用いると、カラープリンタは、イメージマトリクスに係る回路規模を小さくすることができる。
具体的には、パターンマッチングでは、例えば、カラープリンタは、注目画素FPX及び周辺が図11等に示す特定データと同一の配置であるか否か判断する。以下、図11(A)に示す特定データによるパターンマッチングの例で説明する。この場合には、パターンマッチングでは、カラープリンタは、まず、注目画素FPXが「1」、すなわち、凸画素PXA(図11(A))であるか否か判断する。そして、注目画素FPXが「1」でないと、カラープリンタは、図11(A)に示す特定データの画素ではないと判断する。次に、図11(A)に示す特定データに基づいて、注目画素FPXの周辺の画素がすべて図11(A)の通りの配置であるか否か判断する。注目画素FPX及び周辺画素がすべて図11(A)の通りであると、カラープリンタは、図11(A)に示す特定データの画素であると判断する。次に、タグデータに基づいて、カラープリンタは、注目画素FPXが「テキスト」の属性であるか否かを判断する。
そして、図11(A)に示す特定データの画素であり、かつ、注目画素が「テキスト」の属性である場合には、カラープリンタは、注目画素FPXが、図18等に示すような変換を行う対象となる第1対象画素であると判断する。
なお、パターンマッチングでは、優先度が設定されてもよい。具体的には、まず、パターンマッチングによって検出される複数のパターンに対して、あらかじめ優先度が設定される。画像形成装置は、パターンマッチングによって、優先度が高いパターンから順に検出する。そして、複数のパターンに当てはまるパターンが検出された場合には、優先度の高い方のパターンに当てはまると判断してもよい。
電子回路等でパターンマッチングを行う場合には、1度に複数のパターンマッチングを実行できない場合が多い。そこで、このように、優先度を設定すると、画像形成装置は、電子回路等を利用して、複数のパターンマッチングを行うことができる。
<第2画像データに基づく画像形成例(ステップS07)>
図10に戻り、ステップS07では、カラープリンタは、第2画像データに基づいて画像形成を行う。すなわち、カラープリンタは、変換によって生成された画像データに基づいて記録媒体に画像形成する。
<スムージング処理を行う実施形態>
また、画像形成装置は、ロウ方向及びカラム方向のいずれの方向にもエッジとなり、画像において角となる段差(以下単に「段差」という)を滑らかにする処理、いわゆるスムージング(smoothing)処理を行ってもよい。なお、スムージング処理は、平滑化処理又は段差を均す処理という場合もある。以下、スムージング処理の一例を説明する。
図35は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置によるスムージング処理の一例を示す図である。まず、段差LVは、例えば、図35(A)に示すような状態である。以下、図35(A)に示す段差LVを例に説明する。なお、この例は、図18等と同様に、図35(A)が2400dpiの画像であり、変換されて、図35(B)に示す4800dpiの画像になる例である。また、この例において、図18等と同様に、画素が「0」であると、光源は、消灯し、一方で、画素が「1」であると、光源は、点灯する。
また、図35(A)に対するスムージング処理は、例えば、図35(A)に示すような状態を図35(B)に示すような状態にする処理等である。具体的には、まず、画像形成装置は、パターンマッチング等によって、段差LVとなる画素を検出する。
次に、段差LVが検出されると、画像形成装置は、スムージング処理を行う。そして、スムージング処理が行われると、図35(A)において段差LVに含まれる「0」を示す画素の一部が、図35(B)に示すように、「1」を示す画素となる。すなわち、スムージング処理が行われると、段差LVに含まれる光源を消灯させる画素の一部が光源を点灯させる画素に変換される。図35(B)に示す段差LVは、スムージング処理によって、図32(A)に示す段差LVより、角となる部分が滑らかになる。
なお、スムージング処理は、図示する処理に限られない。スムージング処理は、例えば、図35(B)に示す「0」を示す画素ADを更に「1」となるように変換する処理でもよい。
<機能構成例>
図36は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の機能構成の一例を示す図である。図示するように、カラープリンタ2000は、例えば、補正部2000F1、データ受信部2000F2、特定データ設定部2000F3、変換部2000F4及び画像形成部2000F5等を備える。
補正部2000F1は、図1に示す上位装置等から入力される入力画像データを補正して第1画像データを生成する。例えば、補正部2000F1は、コントローラ2001(図9)等によって実現される。
データ受信部2000F2は、第1画像データDIMG1及びタグデータ等を受け付ける。例えば、データ受信部2000F2は、第2プロッタ制御装置2003(図9)及び第3プロッタ制御装置2006(図9)等によって実現される。
なお、第1画素が1ビットである場合には、それぞれの第1画素は、光源を点灯させるか消灯させるかを示し、第1画素が多ビットである場合には、それぞれの第1画素は、画像形成される濃度を示す。
特定データ設定部2000F3は、光源を点灯させる又は濃度を示す画素と、光源を消灯させる画素とが凸形状又は凹形状となる第1対象画素を特定できる特定データDSを設定する。例えば、特定データ設定部2000F3は、CPU2005(図9)によって実現される。
変換部2000F4は、第1画像データDIMG1を第1画像データDIMG1より高い解像度となる第2画像データDIMG2にする変換において、特定データDS及びタグデータDTGに基づいて、第2画像データDIMG2が有する第2画素のうち、第1対象画素に対応する第2対象画素を特定し、凸形状又は凹形状を均すように変換して第2画像データDIMG2を生成する。例えば、変換部2000F4は、第2プロッタ制御装置2003(図9)及び第3プロッタ制御装置2006(図9)等によって実現される。
画像形成部2000F5は、第2画像データDIMG2に基づいて、光源を制御して画像形成する。例えば、画像形成部2000F5は、第2プロッタ制御装置2003(図9)及び第3プロッタ制御装置2006(図9)等によって実現される。
カラープリンタ2000は、まず、補正部2000F1によって、両面印刷等が行われると、入力画像データを補正して第1画像データDIMG1を生成する。一方で、カラープリンタ2000には、特定データ設定部2000F3によって、特定データDSがあらかじめ設定される。また、カラープリンタ2000は、第1画像データDIMG1が有する各第1画素の属性を示すタグデータDTGを生成する。
このようにして生成された第1画像データDIMG1及びタグデータDTGは、データ受信部2000F2によって、例えば、図17に示すように受信される。次に、カラープリンタ2000は、変換部2000F4によって、倍密処理等を行い、第1画像データDIMG1を高い解像度の第2画像データDIMG2に変換する。そして、変換において、カラープリンタ2000は、特定データDS及びタグデータDTGに基づいて、第2画像データDIMG2が有する第2画素のうち、第1対象画素に対応する第2対象画素があるか否か判断する。具体的には、まず、カラープリンタ2000は、タグデータDTGに基づいて、第1対象画素が文字又はラインの属性であるか否かを判断する。さらに、カラープリンタ2000は、特定データDSに基づいて、例えば、図34に示すようにパターンマッチングを行い、凸形状又は凹形状となる第1対象画素であるか否かを判断する。
このようにして、特定データDS及びタグデータDTGに基づいて、カラープリンタ2000は、文字又はラインの属性であり、かつ、第1対象画素であると判断する場合には、図18等に示すように、変換部2000F4によって、凸形状又は凹形状を均すように変換する。特に、補正部2000F1によって、補正が行われると、画像には、凸形状又は凹形状が発生しやすい。そこで、カラープリンタ2000は、変換部2000F4によって、凸形状又は凹形状が目立ちにくくなるように、凸形状又は凹形状を均すように変換する。このようにして、補正が行われても、画像形成において、カラープリンタ2000は、画質を向上させることができる。
具体的には、補正が行われると、例えば、以下のような第1画像データが生成される。
図37は、本発明の一実施形態に係る入力画像データ及び第1画像データの一例を示す図である。以下、図37(A)に示すような入力画像データが入力され、補正によって、図37(A)に示す入力画像データに基づいて、図37(B)に示す第1画像データが生成される例で説明する。
この例では、例えば、図37(B)に示すように、文字を構成するライン部分EXに、凸形状及び凹形状が発生する。より詳しくは、ライン部分EXを拡大した図が、図37(C)である。図37(C)に示すように、ライン部分EXには、凸形状及び凹形状が発生している。このような凸形状及び凹形状は、ライン太り又はジャギー(jaggy)等の原因になる場合もある。そこで、図36に示すような機能構成とし、変換を行うと、画像は、例えば、以下のようになる。
図38は、本発明の一実施形態に係る効果の一例を示す図である。図38(A)に示す画像は、図37(B)に示す第1画像データに対して、変換等を行った場合の例である。例えば、ライン部分EX等において、変換によって、凸形状及び凹形状が少なくなる効果がわかる。より詳しくは、ライン部分EXを拡大した図が、図38(B)である。図38(B)は、図示するように、凸形状及び凹形状が均されてる例を示す。
このようにすると、カラープリンタは、凸形状及び凹形状等を均し、ライン太り又はジャギー等を少なくすることができる。ゆえに、カラープリンタは、変換によって、補正が行われても、画質を向上させることができる。
また、画像形成装置は、タグデータを用いることで、各画素が文字又はラインを示すデータであるか否かを判断することができる。文字又はライン以外、例えば、絵柄等の画素を図18等に示すように変換すると、色合い等が変わってしまう場合が多い。そこで、タグデータを用いて、画像形成装置は、文字又はラインを示す画素を選んで、図18等に示すような変換を行うのが望ましい。このようにすると、画像形成装置は、文字又はライン以外の絵柄等の画像の画質を向上させることができる。また、タグデータは、文字又はラインを示すデータであるか否かを示す1ビットのデータであるのが望ましい。1ビットのデータであると、タグデータが多ビットデータである場合と比較して、画像形成装置は、タグデータのデータ容量を少なくすることができる。
さらに、変換は、光源の制御等を行う後段で行われるのが望ましい。具体的には、図9に示す構成では、第2プロッタ制御装置及び第3プロッタ制御装置等で、変換が行われるのが望ましい。変換が行われると、倍密処理等が行われる。そのため、変換後は、データ転送量が多くなる場合が多い。そこで、第2プロッタ制御装置及び第3プロッタ制御装置等のように、後段で行われるのが望ましい。このようにすると、変換を行う前の箇所において、画像形成装置は、データ転送量を少なくすることができる。一方で、文字又はライン等を凸形状及び凹形状を均す変換処理は、高い解像度において行われるのが望ましい。高い解像度で行うと、文字又はラインを凸形状及び凹形状を均す量を細かく指定することができる。例えば、4800dpiの解像度では、5ミクロン単位で文字又はラインを均す量を指定することができる。なお、第2画像データの解像度は、第1画像データの解像度の2倍以上であるのが望ましい。このようにして、画像形成装置は、より高精細な画像形成を行うことができる。
<その他の実施形態>
カラープリンタは、変換で細線化又は太線化させる変換を行う場合には、細く又は太くする画素の数を軸ごとに、それぞれ別々に設定してもよい。例えば、現像ローラが回転する方向を「第1方向」とする(図18等では、ロウ方向である)。まず、第1方向について、細く又は太くする画素の数(以下「第1画素数」という。)が設定される。
一方で、第1方向に対して直交する方向を「第2方向」とする(図18等では、カラム方向である)。第1方向とは別に、細く又は太くする画素の数(以下「第2画素数」という。)が設定される。つまり、第1画素数が設定され、次に、第2画素数が、別々に独立して設定される。なお、第1画素数及び第2画素数は、設定される順序は、同時又は先に第2画素数が設定され、次に第1画素数が設定されてもよい。
このようにすると、例えば、図22及び図23のように細線化又は太線化が行われる際に、軸ごとに、太くする量又は細くする量をそれぞれ異なるようにすることができる。そのため、カラープリンタは、第1画素数及び第2画素数に異なる値を設定して、縦横比を調整することができる。
画像形成、特に、トナーを用いる電子写真方式等では、電磁ブラシを有する現像ローラが用いられる場合が多い。そのため、第1方向では、現像ローラによってトナーが欠き取られる現象が発生する場合があるため、第1方向のみライン等が細くなる場合がある。そこで、本発明に係る実施形態の画像形成装置は、第1方向と、第2方向とで、各方向で細く又は太くする量を第1画素数及び第2画素数によって別々に設定する。このようにすると、画像形成装置は、第1方向及び第2方向で、変換する際に、画素数を異なるようにすることができる。これにより、画像形成装置は、縦横比を調整することができる。
また、パターンマッチングは、例えば、以下のように行われてもよい。
図39は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置によって行われるパターンマッチングの別の一例を示す図(その1)である。図39(A)に示すように、各画素は、2ビットデータでもよい。なお、2ビットデータのうち、1ビットが画像データであり、他方の1ビットがタグデータである。
例えば、2ビットデータの画素であって、細線化を行う場合には、図39(B)に示す左凸画素LPX及び図39(C)に示す右凸画素RPX等が細線化の対象となる。また、図に縦方向(ロウ方向)についても以下のように同様である。
図40は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置によって行われるパターンマッチングの別の一例を示す図(その2)である。
図39と同様に、2ビットデータの画素であって、細線化を行う場合には、図40(A)に示す上凸画素UPX及び図40(B)に示す下凸画素DPX等が細線化の対象となる。また、均しは、2ビットデータの画素の場合には、例えば、以下のようになる。
図41は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置によって行われるパターンマッチングの別の一例を示す図(その3)である。例えば、図39と同様に、2ビットデータの画素であって、細線化を行う場合には、図41(A)に示す左凸画素LPX及び図41(B)に示す上凸画素UPX等が均しの対象となる。
また、画像形成装置は、凹形状及び凸形状を均し、かつ、細線化する処理に加え、(フラットな)エッジの細線化処理を行ってもよい。具体的には、図11に示す特定データに基づくパターンマッチングに加え、以下のような特定データに基づいてパターンマッチングを行ってもよい。ただし、画像形成装置は、図11に示す特定データに基づくパターンマッチングを優先して行う。
図42は、本発明の一実施形態に係る特定データの別の一例を示す図である。図示する特定データを用いると、例えば、以下のような変換が行われる。
図43は、本発明の一実施形態に係る変換の別の一例を示す図である。この例は、第1特定パターンPT1が変換されて、第1変換パターンPT1Aとなる例である。第1特定パターンPT1が有する各第1画素は、それぞれ4つの第2画素に変換される。図示するように、あらかじめ特定される第1対象画素(この例では、左エッジ画素LPXである。)は、第1対象画素に対応する4つの第2画素(以下「第2対象画素LPX2」という。)がすべて「0」となるように変換される。
また、タグデータに基づいて、左エッジ画素LPXが「テキスト」の属性である場合には、図示するような変換が行われる。つまり、左エッジ画素LPXが図17に示す第2タイミングT2のように、タグデータが「1」となる属性であると、図示するように、左エッジ画素LPXは、カラープリンタによって、第2対象画素LPX2に変換される。一方で、左エッジ画素LPXが「テキスト」以外の属性である場合、すなわち、図17に示す第3タイミングT3のように、タグデータが「0」となる属性であると、第2対象画素LPX2以外の第2画素のように、第1画素は、4つとも第1画素が示す値を反映させるように変換される。すなわち、変換後の4つの第2画素は、すべて同じ値を示すように変換される。
図示するような変換とすると、ライン又は文字は、4800dpiにおいてカラム方向に2画素分細くなるように画像形成される。なお、「2画素」は、第2画素数で設定される画素数である。つまり、図示する例は、第2画素数にあらかじめ「2」が設定される例である。
上記のように、凹形状及び凸形状を均し、かつ、細線化を行い、更にエッジを細線化すると、画像形成装置は、画像の品質を向上させることができる。
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。